Sensoren in Apple Geräten. Minh Khoi Nguyen! Tobias Schaarschmidt! SG: MD13w1

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Roland Dresdner
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1 Sensoren in Apple Geräten Minh Khoi Nguyen Tobias Schaarschmidt SG: MD13w1

2 Inhalt 1. Allgemein zu iphone & ipad 2. Generationen 3. Sensoren 3.1. Arten 3.2. Funktion

3 1. Allgemein zu iphone - Erscheinungsjahr: Erstes iphone auch iphone 2G genannt - Bislang sind 8 Generationen - Aktuell sind iphone 6 und 6 Plus - Betriebssystem: ios - Speicher: von Anfang 4gb bis heute 128gb

4 1. Allgemein zu ipad - Erscheinungsjahr: Bislang sind 6 normale Generationen - 3 Mini Generationen - Aktuell sind ipad Air 2 und Mini 3 - Betriebssystem: ios - Speicher: 16gb bis 128gb - Cellular Variante

5 2. Generationen

6 2. Generationen iphone 2G 3G 3GS Besonderheiten Einfache Bedienung, Virtuelle Tastatur Neuer Mobilfunkstandards UMTS (3G) S = speed, Digitale Kompass 4 Retina-Display, Frontkamera, Gyroskop 4S S = Siri (Spracherkennungsassistent) 5 4 Zoll Displaygröße, Nano-SIM, Lightning-Connector 5C 5S Kunstoffrückseite Touch-ID, LTE (4G), M7 Motion Coprocessor 6 4,7 Zoll Displaygröße, M8 Motion Coprocessor, Barometer 6 Plus 5,5 Zoll Displaygröße

(Spracherkennungsassistent) 5 4 Zoll Displaygröße, Nano-SIM, Lightning-Connector 5C 5S Kunstoffrückseite

7 2. Generationen iphone Bildschirmgröße Auflösung HxB Kamera / Frontkamera 2G 3G 480x320 Pixel 165 ppi 1,9 MP 3GS 3,5 zoll 3,1 MP 4 4S 960x640 Pixel 326 ppi 4,9 MP / VGA 8 MP/ VGA 5 5C 4 zoll 1136x640 Pixel 326 ppi 5S 8 MP/ 1,2 MP 6 4,7 zoll 6 Plus 5,5 zoll 1334x750 Pixel 326 ppi 1920x1080 Pixel 401 ppi

326 ppi 4,9 MP / VGA 8 MP/ VGA 5 5C 4 zoll 1136x640 Pixel 326 ppi 5S 8 MP/

8 2. Generationen iphone Prozessor RAM Akku Kapazität 2G 3G S5L MB (s) 1400mAh 1150mAh 3GS S5L MB (s) 1219mAh 4 S5L8930 (A4) 1420mAh 512MB (s) 4S S5L8940 (A5) 1430mAh 5 5C S5L8950 (A6) 1440 mah 1510 mah 5S S5L8960 (A7) LPC18A1 (M7) 1GB (d) 1560 mah 6 T7000 (A8) 1810 mah 6 Plus LPC18B1 (M8) 2915 mah

(s) 4S S5L8940 (A5) 1430mAh 5 5C S5L8950 (A6) 1440 mah 1510 mah 5S S5L8960

9 2. Generationen iphone Beschleunigungs- sensor Helligkeit Kompass Annäherung Gyroskop Gesten Fingerabdruck Luftdruck 2G G GS S 5 5C 5S Plus

Fingerabdruck Luftdruck 2G - - - - - - 3G - - - -

10 2. Generationen

11 2. Generationen ipad Prozessor Kamera Auflösung HxB Akku Kapazität 1 S5L8930 (A4) x728 Pixel 6600 mah 132 ppi 2 S5L8940 (A5) 0,75 MP/0,75 MP 9,7 zoll 6930 mah 3 S5L8945 (A5X) 5 MP/0,75 MP 4 S5L8955 (A6X) Air Air 2 Mini S5L8960 (A7) LPC18A1 (M7) T7001 (A8X) LPC18B1 (M8) S5L8942 (A5) 5 MP/1,2 MP 2048x1536 Pixel 264 ppi 9,7 zoll mah 8820 mah 8 MP/1,2 MP 7340 mah 1204x768 Pixel 162 ppi, 7,9 zoll 4440 mah Mini 2 Mini 3 S5L8960 (A7) LPC18A1 (M7) 5 MP/1,2 MP 2048x1536 Pixel 324 ppi 7,9 zoll 6471 mah

T7001 (A8X) LPC18B1 (M8) S5L8942 (A5) 5 MP/1,2 MP 2048x1536 Pixel 264 ppi 9,7 zoll 11560 mah 8820 mah 8 MP/1,2 MP 7340 mah

12 2. Generationen ipad Acceleromater Helligkeit Kompass Gyroskop Gesten Fingerabdruck Air Air 2 Mini Mini Mini 3

13 2. Generationen ipad 1, 2, 3, 4 ipad Air und Air 2 ipad Mini 1, 2, 3 Abmessung: HxBxT(mm) 1: 243x190x13 2: 241x186x8,6 3: 241x185x9,4 4: 241x185x9,4 Abmessung: HxBxT(mm) Air: 240x169,5x7,5 Air 2: 240x169x6,1 Abmessung: HxBxT(mm) Mini: 200x134,7x7,2 Mini 2: 200x134,7x7,5 Mini 3: 200x134,7x7,5

241x185x9,4 Abmessung: HxBxT(mm) Air: 240x169,5x7,5 Air 2: 240x169x6,1

14 3.1. Arten Frontkamera Gestensensor Helligkeitssensor Annäherungssensor Hauptkamera Barometer Accelerometer Kompass Gyroskop Touch-ID Mikrofon

15 3.2. Funktion Allgemein: Annäherungssensor - Besteht aus Sender und Empfänger - Der Sender strahlt (unsichtbares) Infrarotlicht aus - Der Empfänger registriert, ob dieses Licht von einer nahen Fläche reflektiert wird. - Abstand ca. 3cm - 5cm Vorteil: - Es spart Strom - Verhindert unabsichtliche Berührung am Display Anwendung: - beim Telefonieren, das Display schaltet ab.

einer nahen Fläche reflektiert wird. - Abstand ca.

16 3.2. Funktion Allgemein: Helligkeitssensor - Registriert die Helligkeitsumgebung Funktion: Die Helligkeit des Bildschirms an die gegenwärtige Helligkeit der Umgebung anzupassen Vorteil: - Erspart es dem Anwender, die Bildschirmhelligkeit selbst regeln zu müssen - Es spart Strom

gegenwärtige Helligkeit der Umgebung anzupassen Vorteil: - Erspart es

17 3.2. Funktion iphone 6 Plus Platine

18 3.2. Funktion Barometer Bosch BMP280-2,0 x 2,0 x 0,95 mm³ - Stromverbrauch: 2,74µA (0,1µA Standby) - Messzeit: 5,5 Millisekunden Funktion: - Starthilfe für GPS zur Bestimmung der ungefähren Höhe - Zurückgelegter Höhenunterschied lässt sich ermitteln

Millisekunden Funktion: - Starthilfe für GPS zur Bestimmung

19 3.2. Funktion iphone 6 Plus Platine

20 3.2. Funktion Accelerometer (Beschleunigungssensor) Bosch BMA280-3-Achsiger Beschleunigungssensor - 2 x 2 x 0,95 mm³ - Stromaufnahme 130µA bei maximaler Datenrate - Stromsparmodus mit reduzierter Datenrate 10µA - weiterentwickelte Interrupt-Engine Allgemein: - misst im Smartphone die Geschwindigkeitsab- bzw. zunahme - es werden Bewegungen auf der x-, y- und z-achse erkannt

Stromsparmodus mit reduzierter Datenrate 10µA - weiterentwickelte Interrupt-Engine Allgemein:

21 3.2. Funktion Accelerometer (Beschleunigungssensor) InvenSense MP67B - 6-Achsiger Beschleunigungssensor - integrietes Gyroskop - 3 x 3 x 0,8 mm³ - Stromaufnahme 3,4mA im 6-Achsen Modus - 450µA als 3-Achsen Beschleunigungssensor

22 3.2. Funktion Gyroskop (Rotationssensor) Allgemein: - Ergänzung zu Beschleunigungssensor - Misst eine rotatorische Geschwindigkeit (Drehungen um eigene Achse) - 3-Achsen Gyroskop kommt meisten zum Einsatz Funktion: - Zusammen mit dem Beschleunigungssensor erkennt das Smartphone eine Bewegungsänderung - Lagebestimmung im Raum - Bildstabilisator Anwendung: - Beim Fotografieren oder Videos drehen - Steuerung in einem Spiel

23 3.2. Funktion iphone 6 Plus Platine

24 3.2. Funktion Digitaler Kompass AKM AK8963C - 280µA Stromverbrauch bei der Messung - 3 µa im Standby - 3-Achsen Kompass - 1,6 x 1,6 x 0,5 mm³ Funktion: - misst das Magnetfeld der Erde sowie dessen Veränderung - zusammen mit Barometer sind Messergebnisse genauer

25 3.2. Funktion Touch-ID (Fingerabdrucksensor) Allgemein: - Saphirglas: um den Fingerabdrucksensor zu schützen - Ring: zur Erkennung von Berührungen - Sensor Auflösung: 88x88 Pixel (500 ppi) - Kann bis zu 5 verschiedene Fingerabdrücke gespeichert werden Anwendung: - Entsperren des Geräts - Tätigen von Einkäufen im itunes und App Store - einige Drittanbieter Apps nutzen diese Funktion - doppelt tippen ermöglicht Ein-Hand-Bedienung

26 3.2. Funktion Touch-ID (Fingerabdrucksensor) Registrierungsprozess 1. Zu scannende Objekt wird erkannt (via Metallring) 2. Der Sensor startet den Scan (Bild des Fingers) 3. Das Bild wird auf den Secure Enclave Processor (SEP) übertragen 4. SEP speichert das Bild als Schablone (in geringer Auflösung) 5. SEP sendet die Version mit niedriger Auflösung an Haupt-CPU 6. CPU speichert es in einer Datenbank (für späteren Authentifizierung)

27 3.2. Funktion Touch-ID (Fingerabdrucksensor) Authentifizierungsprozess 1. Zu scannende Objekt wird erkannt (via Metallring) 2. Der Sensor startet den Scan (Bild des Fingers) 3. Das Bild wird auf den Secure Enclave Prozessor (SEP) übertragen 4. SEP speichert das Bild als Schablone (in geringer Auflösung) 5. SEP sendet die Version mit niedriger Auflösung an Haupt-CPU 6. CPU vergleicht in der Datenbank für mögliche Übereinstimmungen 7. CPU sendet mögliche Treffer zurück oder wird zurückgewiesen, wenn keine Übereinstimmung 8. SEP nimmt an und vergleicht das Bild mit den hinterlegten 9. Positiv Vergleich: Zugriff gewährt Negativ Vergleich: Zugriff abgelehnt

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